王巧雯　張加萬(wàn)

內(nèi)容摘要：本文以敦煌壁畫(huà)中的建筑為例，結(jié)合中國(guó)唐代古典建筑特點(diǎn)，提出了一種從二維壁畫(huà)圖像到三維信息模型的數(shù)字化技術(shù)方法。首先對(duì)壁畫(huà)全景與建筑特征進(jìn)行分析與解讀，通過(guò)建筑信息模型構(gòu)建技術(shù)，依照古建筑建造規(guī)律和模數(shù)尺寸關(guān)系，經(jīng)原境信息解讀、構(gòu)建方案設(shè)計(jì)、三維構(gòu)建實(shí)踐，將壁畫(huà)二維建筑信息轉(zhuǎn)換為三維建筑信息，實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)中建筑的數(shù)字化呈現(xiàn)。本方法為歷史繪畫(huà)作品中古典建筑的三維構(gòu)建與呈現(xiàn)提供了思路與實(shí)踐途徑。

關(guān)鍵詞：敦煌莫高窟壁畫(huà);歷史建筑圖像;數(shù)字化構(gòu)建呈現(xiàn);實(shí)踐方法探索

中圖分類(lèi)號(hào)：K854.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1000-4106（2022）02-0125-11

Digital Construction of the Architecture in Dunhuang Murals

—With a Case Study of the Buddhist Temple Architecture in a Painting

in Mogao Cave 361

WANG Qiaowen1 ZHANG Jiawan2，3

（1. School of Architecture， Tianjin University， Tianjin 300072;

2.Tianjin Cultural Heritage Protection and Inheritance Engineering Technology Center， Tianjin 300381;

3. Key Laboratory of Information Technology for Protection and Inheritance of Architectural Cultural Heritage under

the Ministry of Culture， Tianjin University， Tianjin 300072）

Abstract：By combining the characteristics of classical Tang dynasty architecture and 3D digital technology， and by taking the architecture in Dunhuang murals asexamples，this paper proposes a digital technology methodology for three dimensional information modeling based on two dimensional mural images. The procedures are as follows： （1） analyze the characteristics of the architecture in a panoramic mural; （2） based on the principles of construction and proportion for ancient buildings，use architectural design information and modeling technology to transfer the two dimensional architecture visible in murals into three dimensional architectural data; （3） utilize 3D construction design technology to render a digital representation of the architecture in the mural. This method is intended to provide new ideas and practical approaches for the 3D construction and representation of the classic architecture in historical paintings.

Keywords：murals in Mogao caves at Dunhuang; images of historical architecture; representation through digital construction; exploration of practical methods

（Translated by WANG Pingxian）

引 言

中國(guó)古代建筑擁有悠久的歷史和光輝的成就，是中華文明傳續(xù)的物質(zhì)載體，也是后人建造藝術(shù)的重要啟發(fā)。敦煌石窟包括莫高窟、西千佛洞、榆林窟等552個(gè)石窟中，窟內(nèi)壁畫(huà)面積接近5萬(wàn)平方米，是世界上壁畫(huà)面積最大的石窟群。其內(nèi)容林林總總，包括佛畫(huà)像、佛經(jīng)故事、中國(guó)傳統(tǒng)神話(huà)、經(jīng)變畫(huà)等。經(jīng)變畫(huà)多達(dá)三十多種[1]，形式多樣，系統(tǒng)反映了敦煌莫高窟一千多年間佛教繪畫(huà)發(fā)展的歷程。敦煌石窟壁畫(huà)中含有大量描繪中國(guó)魏晉南北朝到隋唐時(shí)期的建筑面貌的內(nèi)容，這些信息具有非常重要的史學(xué)價(jià)值，是研究古代建筑不可多得的重要史料。但是，敦煌壁畫(huà)由于年代久遠(yuǎn)，出現(xiàn)的問(wèn)題逐年增多，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)迫在眉睫。圍繞上述背景和問(wèn)題，本文基于數(shù)字化技術(shù)，提出壁畫(huà)中建筑圖像信息的三維構(gòu)建方法，從二維圖像到三維模型，實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)中建筑的實(shí)景再現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，重新審視“歷史建筑圖像”中的古代建筑，通過(guò)圖像類(lèi)史料的畫(huà)面表達(dá)去探索和理解歷史，同時(shí)探尋歷史發(fā)展演變與建筑形態(tài)的關(guān)系，挖掘壁畫(huà)中歷史建筑及其文化、藝術(shù)價(jià)值，創(chuàng)新壁畫(huà)及“壁畫(huà)建筑”保護(hù)方法，豐富古建保護(hù)和建筑學(xué)研究的維度。

一 壁畫(huà)中的建筑

中國(guó)古代壁畫(huà)根據(jù)用途可以分為石窟寺壁畫(huà)、墓室壁畫(huà)和寺觀(guān)壁畫(huà)三種類(lèi)型，其中石窟寺壁畫(huà)以敦煌壁畫(huà)為代表。莫高窟在我國(guó)現(xiàn)存石窟藝術(shù)寶庫(kù)中規(guī)模最大、內(nèi)容最豐富，其壁畫(huà)描繪了年代跨度大、數(shù)量類(lèi)型眾多的古代建筑，本文稱(chēng)之為“壁畫(huà)建筑”。從數(shù)量上看，“壁畫(huà)建筑”的面積達(dá)到45000多平方米，繪制的建筑形象超過(guò)10000個(gè);從時(shí)間跨度上看，敦煌壁畫(huà)記錄了從4世紀(jì)到14世紀(jì)長(zhǎng)達(dá)1000多年的建筑演變歷程;從內(nèi)容上看，敦煌壁畫(huà)中不僅記錄了城市、寺院等群體建筑的布局，更描繪了宮殿、廟宇、佛塔等單體建筑，其斗拱、臺(tái)基、門(mén)窗等建筑構(gòu)件都清晰可見(jiàn)。敦煌壁畫(huà)中展現(xiàn)的建筑形象時(shí)間跨度之大、內(nèi)容之豐富、形式之多樣，是極為罕見(jiàn)的。這些建筑圖像中，佛教寺院占了很大比例，體現(xiàn)了寺院布局特征及其佛教文化特點(diǎn)。

“壁畫(huà)建筑”數(shù)字化構(gòu)建涉及畫(huà)面信息解讀、原境信息推導(dǎo)及數(shù)字化構(gòu)建等環(huán)節(jié)。面對(duì)歷史悠久、包羅萬(wàn)象的壁畫(huà)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化構(gòu)建，也面臨著諸多問(wèn)題。首先，壁畫(huà)中建筑圖景的來(lái)源是基于現(xiàn)實(shí)佛教場(chǎng)所的推演與重塑，其中的場(chǎng)景存在遮擋、縮小橫向尺度、主要人物放大尺度、添加水面、人為移動(dòng)、示意性畫(huà)法、造景等問(wèn)題，使得“壁畫(huà)建筑”圖像信息的解讀存在諸多不確定性;其次，所選時(shí)期——唐朝，現(xiàn)存的建筑并不多，也沒(méi)有系統(tǒng)完整的古建設(shè)計(jì)、營(yíng)造規(guī)則，使得“壁畫(huà)建筑”原境信息解讀及驗(yàn)證難度增大;第三，構(gòu)建過(guò)程橫跨多個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域，多學(xué)科的融合研究是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。

莫高窟第361窟南、北壁上部繪有經(jīng)變畫(huà)各2鋪，其中南壁西起為無(wú)量壽經(jīng)變和金剛經(jīng)變，北壁西起為藥師經(jīng)變和彌勒經(jīng)變[2]。依據(jù)敦煌學(xué)專(zhuān)家的研究，4鋪經(jīng)變畫(huà)存在組合對(duì)應(yīng)關(guān)系，具有很高的研究?jī)r(jià)值。本文選取的莫高窟第361窟南壁西起第一鋪無(wú)量壽經(jīng)變（圖1），從畫(huà)面上看，主要由建筑、人物及配物構(gòu)成，表現(xiàn)西方極樂(lè)世界。

本文以該經(jīng)變畫(huà)中的佛寺院落為研究對(duì)象。該佛寺院落呈現(xiàn)為背景式建筑圖景，依照畫(huà)面組成與構(gòu)圖位置，其中主體建筑群與中心佛像是圖面突出的重點(diǎn)，也很大程度上決定了畫(huà)面的主題與基調(diào)。此類(lèi)壁畫(huà)在構(gòu)圖上一般分三部分，上部以天境、須彌山等遠(yuǎn)景為表現(xiàn)對(duì)象，中部多以說(shuō)法場(chǎng)面統(tǒng)攝畫(huà)面，下部則繪有蓮池、平臺(tái)等布景要素，平臺(tái)又多伴有樂(lè)舞隊(duì)列等個(gè)性化形象，栩栩如生，雜而不亂。在佛教義理、粉本需要以及自由率意表達(dá)之間達(dá)到了很好的平衡。而其中的建筑，作為畫(huà)面場(chǎng)景的主要背景，在結(jié)構(gòu)上與壁畫(huà)各部分交相呼應(yīng)，在組織上與人物、配物等元素互動(dòng)統(tǒng)一，貫穿于整個(gè)畫(huà)面之中。

二 壁畫(huà)中建筑信息研究

本文所選實(shí)例為中唐時(shí)期敦煌莫高窟壁畫(huà)，建筑信息以佛教建筑為主。受歷史背景、宗教特征、繪畫(huà)藝術(shù)等因素影響，實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)中建筑的“再現(xiàn)”，要運(yùn)用藝術(shù)、考古、圖像和建筑學(xué)等知識(shí)，通過(guò)搭建唐代建筑理論框架、探討佛寺院落及建筑單體信息，層層解讀，逐漸剝離敦煌“壁畫(huà)建筑”的佛教性和藝術(shù)性，還原壁畫(huà)所處時(shí)代建筑的本來(lái)風(fēng)貌。其研究主要分為兩部分，一是原理的探討，即討論中式大木作的建造規(guī)律。二是方法的應(yīng)用，主要是對(duì)古建規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。具體而言，首先研究了木構(gòu)營(yíng)造的一般規(guī)律，重點(diǎn)搭建了唐代建筑的理論框架，以及相關(guān)建筑數(shù)據(jù)關(guān)系，包括對(duì)宋《營(yíng)造法式》、唐代木構(gòu)遺存以及考古發(fā)掘數(shù)據(jù)的梳理總結(jié)、提煉。其次，確定了佛寺院落和各個(gè)建筑單體，包括院落的組成及主題建筑的定位。最后對(duì)原境信息中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、比對(duì)，生成表格。

1. 佛寺院落建造規(guī)律探索

第361窟南壁無(wú)量壽經(jīng)變描繪了中唐時(shí)期單院的佛寺建筑組群。隋唐時(shí)期距今1400多年，雖然是我國(guó)建筑發(fā)展的繁盛時(shí)期，但是存世建筑文獻(xiàn)卻非常稀少，這給唐代壁畫(huà)建筑研究帶來(lái)了極大困難。解決這個(gè)問(wèn)題的首要方法，是依據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究找到一條搭建唐代建筑理論框架的有效路徑。唐、宋建筑建造規(guī)律一脈相承， 在大量歷史建筑資料的基礎(chǔ)上，梳理、分析、研究，挖掘其中內(nèi)在規(guī)律，探索唐代木構(gòu)建筑建造規(guī)律、建筑工藝、外部形制及內(nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)系。將這些成果與宋代《營(yíng)造法式》進(jìn)行 比對(duì)后發(fā)現(xiàn)[3]，《營(yíng)造法式》對(duì)唐代“壁畫(huà)建筑”研究具有很好的啟迪作用。由此，可以確定研究唐代建筑模數(shù)規(guī)律的思路，即結(jié)合學(xué)者們對(duì)隋唐及延續(xù)唐風(fēng)的遼、宋實(shí)例的研究成果，經(jīng)過(guò)梳理總結(jié)，探索搭建唐代建筑理論框架和相關(guān)建筑數(shù)據(jù)關(guān)系等，從而形成解讀壁畫(huà)原境信息的最佳方案。

第一，唐、宋建筑建造規(guī)律一脈相承。宋《營(yíng)造法式》所載材份模數(shù)制是對(duì)中國(guó)古建筑設(shè)計(jì)方法歷史傳承的總結(jié)和發(fā)揚(yáng)。李誡在《營(yíng)造法式》中言考閱舊章，稽參眾之，其中記載的材份制度是研究宋代或以前木構(gòu)建筑不可或缺的理論基礎(chǔ)，宋營(yíng)建法度實(shí)質(zhì)上是對(duì)唐風(fēng)營(yíng)建的傳承。唐之恢弘國(guó)力促進(jìn)了大規(guī)模營(yíng)造技術(shù)的高速發(fā)展。唐代建筑木構(gòu)形式多樣化，結(jié)構(gòu)組合自由化，營(yíng)造規(guī)范化。唐末時(shí)期，偷工減料、奇技淫巧成風(fēng)。才導(dǎo)致北宋后期以法律的形式將晚唐傳下來(lái)的營(yíng)造技術(shù)規(guī)范化，即宋《營(yíng)造法式》。因此，宋營(yíng)建法度只是規(guī)范化的唐風(fēng)營(yíng)建。由此可知，唐代建筑建造規(guī)律可借鑒宋代《營(yíng)造法式》中“材份制度”開(kāi)展研究。

第二，唐代建筑理論框架的搭建?！稜I(yíng)造法式》建立了一套完整的中國(guó)古代木構(gòu)建筑用材標(biāo)準(zhǔn)。如房屋營(yíng)造所有的尺寸都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，所有的建筑構(gòu)件、規(guī)模大小等都從這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的一定整數(shù)倍。書(shū)中規(guī)定柱徑為材的2.8—3倍，另有八品材質(zhì)的尺寸及使用范圍和材份模數(shù)制。其中1份=1/15材廣=1/10材厚，1份=1/6栔，1栔=2/5材。梳理總結(jié)學(xué)者們關(guān)于十余處隋唐時(shí)期建筑遺址考古發(fā)掘數(shù)據(jù)、唐代兩處木構(gòu)建筑及遼宋時(shí)期十余處木構(gòu)建筑實(shí)例的研究?jī)?nèi)容，可知《營(yíng)造法式》中所規(guī)范的用材標(biāo)準(zhǔn)并不嚴(yán)格與實(shí)際吻合，只是規(guī)范化的理論取值。根據(jù)探索唐代建筑建造規(guī)律、解讀唐代壁畫(huà)原境信息的需求，通過(guò)查閱相關(guān)資料和研究，對(duì)比唐代早、中、晚期的大明宮含元殿（遺址）、南禪寺大殿、佛光寺大殿材份模數(shù)規(guī)律，并將研究成果與宋《營(yíng)造法式》文獻(xiàn)中有關(guān)材份模數(shù)制規(guī)律進(jìn)行比對(duì)分析，可得出唐代建筑理論框架及數(shù)據(jù)關(guān)系等建筑建造規(guī)律如下：按照間廣大小進(jìn)行排列，其份值也相應(yīng)呈現(xiàn)出由大到小排列的狀態(tài)，依此進(jìn)行材等排列?？赏茖?dǎo)出由0.3至1，常數(shù)為0.05的等差數(shù)列。即隋唐木構(gòu)建筑材份制為15等材，宋代材份制為0.3寸至0.6寸的取值范圍，唐代材份制度徑材倍數(shù)在初唐時(shí)期（約618—712）大約為1.60至1.70，中唐時(shí)期（約713—826）大約為1.70至1.80，晚唐時(shí)期（約827—907）大約為1.80至1.90，唐代木構(gòu)柱子的柱高柱徑比比值大約在9至10之間[4]。除上述建筑建造規(guī)律外，還可以利用建筑遺址保留下來(lái)的建筑平面布局、開(kāi)間與進(jìn)深的大小等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及柱礎(chǔ)石、屋瓦等石瓦構(gòu)件數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出建筑原境的一些重要構(gòu)件尺寸，如柱礎(chǔ)石與柱徑、柱徑與柱高等關(guān)系，為“壁畫(huà)建筑”原境信息解讀提供數(shù)據(jù)補(bǔ)充，彌補(bǔ)了不足。

由此可以推斷，由宋代文獻(xiàn)《營(yíng)造法式》及相關(guān)建筑實(shí)例研究總結(jié)形成的以上結(jié)論，適用于唐代建筑及其建造規(guī)律，也適用于本課題所研究唐代壁畫(huà)中的建筑。

唐代木制構(gòu)件的定型化說(shuō)明唐時(shí)建筑已有用材制度，即模數(shù)制{1}。古代建筑模數(shù)制的規(guī)定集中體現(xiàn)于宋代《營(yíng)造法式》，書(shū)中確定建造某一建筑時(shí)，以該建筑所用材及其相關(guān)尺寸為依據(jù)來(lái)推定該建筑的其他尺寸。清代《工程做法則例》規(guī)定，構(gòu)件斷面以斗口和柱子直徑為基本模數(shù)，基本沿襲了宋代的模數(shù)制規(guī)定，但是在細(xì)節(jié)和尺度規(guī)定上有所差異。宋《營(yíng)造法式》材等尺寸如表1，構(gòu)件模數(shù)如表2。

根據(jù)梁思成、陳明達(dá)等研究成果，唐代模數(shù)尺寸大于宋代，其規(guī)律如表3所示。

2. 原境信息解讀

在佛教建筑中，建筑單體形式是最基本的元素，因而在壁畫(huà)中存在較多。主要有殿堂、佛塔、樓閣、亭、臺(tái)、三門(mén)、回廊等建筑單體，其中佛塔是最早從印度傳入中國(guó)的佛教建筑形式，也是中唐以前我國(guó)佛教寺院中的主體建筑。本文研究對(duì)象第361窟南壁無(wú)量壽經(jīng)變建筑圖像就是以佛塔為主體建筑的佛教院落。整個(gè)寺院呈一座由廊廡圍成縱長(zhǎng)方形的完整單院佛寺形象，各建筑物依中心軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。佛寺以一座四角二層塔為主體建筑，兩側(cè)左右廊配殿為方樓，前部繪有三開(kāi)間廡殿頂樓閣式三門(mén)，四角繪有角樓。因此，組成該佛寺的單體建筑主要有主體佛塔（可見(jiàn)）、樓閣式三門(mén)（推斷）、2座前角樓（推斷）、2座配殿方樓（可見(jiàn)）、2座后角樓（可見(jiàn)）等。

根據(jù)案例圖像中建筑年代、繪畫(huà)藝術(shù)、宗教特點(diǎn)和搭建的唐代建筑理論框架及數(shù)據(jù)關(guān)系，以畫(huà)境信息解讀為基礎(chǔ)，可分析研判莫高窟第361窟南壁西起第一鋪無(wú)量壽經(jīng)變中寺院原境信息，完成其主體建筑佛塔及其兩側(cè)角樓、左右廊配殿二層三開(kāi)間方樓、二層三開(kāi)間廡殿頂樓閣式三門(mén)及其兩側(cè)角樓的原境信息解讀提取。

假設(shè)莫高窟第361窟南壁無(wú)量壽經(jīng)變中寺院建筑為理想模型。根據(jù)前述唐代建筑理論框架和相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)系，參照畫(huà)面尺寸、繪畫(huà)比例等繪畫(huà)技術(shù)規(guī)律，對(duì)寺院圖景進(jìn)行分析推算，確定每個(gè)建筑單體原境的控制尺寸，然后逐一解讀出各單體細(xì)部名稱(chēng)及原境數(shù)據(jù)尺寸。初步推出的信息包含確定性信息和不確定性信息，需要進(jìn)一步比對(duì)、研判、修正，進(jìn)而確定佛寺院落原境信息，為參數(shù)建模、設(shè)計(jì)、重構(gòu)再現(xiàn)提供詳實(shí)數(shù)據(jù)信息。

佛寺院落涉及建筑單體較多，本文僅以主體佛塔數(shù)據(jù)信息推導(dǎo)為例，其它建筑單體原境信息推導(dǎo)類(lèi)同。以柱徑結(jié)合界畫(huà)尺寸成比例進(jìn)行分析。主體佛塔位于佛寺中軸線(xiàn)上，屬于主要建筑，又根據(jù)中唐佛寺建筑之恢弘氣度，可判定主體佛塔用材屬于《營(yíng)造法式》中殿閣。根據(jù)潘谷西老師《營(yíng)造法式解讀》，一宋尺約合32厘米，按《營(yíng)造法式》殿閣三等材尺寸可知柱徑范圍為67.2—72厘米，柱高最大為375分，即6米。根據(jù)柱高不越間之廣，可推斷心間間廣為6米。根據(jù)《營(yíng)造法式解讀》僅知道心間柱徑與柱高，無(wú)法推導(dǎo)次間廣及進(jìn)深。從壁畫(huà)可推測(cè)佛塔上下層均為對(duì)稱(chēng)的方形建筑。根據(jù)前文壁畫(huà)三維信息解讀可知，“壁畫(huà)建筑”遵循界畫(huà)折算無(wú)虧即尺寸成比例的關(guān)系，故根據(jù)壁畫(huà)畫(huà)面尺寸比例關(guān)系，可推導(dǎo)出一層次間廣為3米，通面闊為12米，柱高（6米）與通面闊（12米）的比值為0.5。鑒于以上分析，確定主體佛塔一層柱高為6米。這符合主體佛塔一、二層整體空間布局及各單體構(gòu)件尺寸關(guān)系，也最符合原境尺寸。另外，還需對(duì)初步推導(dǎo)的原境數(shù)據(jù)進(jìn)行研判、修正，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在此不再一一論述。

同樣方法，確定主體佛塔二層構(gòu)件名稱(chēng)及數(shù)據(jù)信息。最終得到主體建筑佛塔的構(gòu)件名稱(chēng)及原境尺寸如，表4所示。

同樣，對(duì)角樓（后部?jī)蓚?cè)建筑物）、配殿原境尺寸進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算，得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表5、6所示。

對(duì)前部中心建筑物原境尺寸進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算，得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表7所示。

三 佛寺院落的數(shù)字化構(gòu)建{1}

無(wú)量壽經(jīng)變中主體佛塔的可見(jiàn)部分由基座、塔身、塔剎組成，本次推導(dǎo)研究的佛塔為方形仿木塔。通過(guò)推導(dǎo)數(shù)據(jù)結(jié)合三維建模軟件，將壁畫(huà)中該佛塔予以還原呈現(xiàn)。佛塔主體的三維模型構(gòu)建采用主流三維BIM建模軟件Revit[5]。

首先，完成古塔建筑方案的推導(dǎo)，包括一、二層平面的布局，立面的繪制。

然后完成佛塔主體的三維模型構(gòu)建。依據(jù)圖像信息解讀和原境信息研究成果，對(duì)以上推導(dǎo)的佛塔構(gòu)件進(jìn)行拆解，策劃構(gòu)件的創(chuàng)建方式。可采用系統(tǒng)族、內(nèi)建模型及可載入族實(shí)施，根據(jù)不同構(gòu)件的安裝裝配特點(diǎn)，建模軟件特性，古塔構(gòu)件的創(chuàng)建方式等劃分。

1. 數(shù)字化構(gòu)建方案設(shè)計(jì)

依據(jù)圖像信息解讀和原境信息研究成果，分別對(duì)經(jīng)變圖像中建筑信息三維呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案。首先確定畫(huà)面院落內(nèi)各部分單體建筑的繪圖順序：主體佛塔—樓閣式三門(mén)—前角樓—配殿方樓—后角樓—連廊—整體院落。其次確定每個(gè)單體建筑的繪圖順序：建筑物平面柱網(wǎng)圖—建筑物正立面圖—建筑物側(cè)立面圖。在繪圖過(guò)程中使用1∶1比例繪圖。第三步是設(shè)置繪圖環(huán)境，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。第四步檢查、修改、出圖。按照方案設(shè)計(jì)步驟，分別完成建筑物的設(shè)計(jì)，以主體佛塔示例，其它建筑單體及院落略。主體佛塔的設(shè)計(jì)方案出圖順序?yàn)椋褐黧w佛塔一層平面柱網(wǎng)—主體佛塔二層平面柱網(wǎng)—主體佛塔立面圖。出圖情況如圖2、3。

2. 主體佛塔的三維模型構(gòu)建

依據(jù)圖像信息解讀和原境信息研究成果，對(duì)莫高窟第361窟南壁無(wú)量壽經(jīng)變中主體佛塔進(jìn)行立體三維模型構(gòu)建。

步驟1：

通過(guò)壁畫(huà)中展現(xiàn)的情境，結(jié)合古建筑文獻(xiàn)資料，推導(dǎo)建筑規(guī)模及布局，初步完成建筑布局模型創(chuàng)建。包括但不限于定位、標(biāo)高等基準(zhǔn)圖元的創(chuàng)建，并完成單體建筑主要構(gòu)件的創(chuàng)建與項(xiàng)目組裝。

首先對(duì)佛塔底層部分進(jìn)行實(shí)踐操作。完成佛塔建筑的平面布局。佛塔基座的布置。根據(jù)推導(dǎo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行軸網(wǎng)布置。明確佛塔建筑底層地面標(biāo)高、尺寸及柱定位布置。然后完成佛塔一層臺(tái)階、護(hù)欄的布置（圖4）以及柱上斗拱構(gòu)件的創(chuàng)建與布置，并完成一層挑檐部分屋面創(chuàng)建。采用二維平立面表達(dá)的方式，對(duì)創(chuàng)建的該部分內(nèi)容進(jìn)行圖紙表達(dá)。圖5—7分別為創(chuàng)建完成的一層斗拱平面布置圖以及一層南立面視圖。

斗拱是古建筑中獨(dú)特的重要構(gòu)件，本佛塔建筑和殿、廟建筑不同，相對(duì)低矮，采用單昂?jiǎn)温N五踩斗拱。該斗拱的組裝如圖8、9所示。這樣即完成了佛塔一層的建筑三維模型創(chuàng)建（圖10）。

步驟2：

繼續(xù)對(duì)上層部分進(jìn)行三維模型構(gòu)建。首先完成二層布局定位參照基準(zhǔn)的繪制，然后完成二層柱布置、塔頂屋面及塔尖的繪制（圖11—13）。

步驟3：

采用鏈接模型的方式實(shí)施協(xié)同設(shè)計(jì)，進(jìn)行整體模型組裝。將創(chuàng)建好的佛塔二層鏈接到主模型中，組裝成一個(gè)完整的單體工程，并對(duì)佛塔立面及三維視圖進(jìn)行展示（圖14、15）。

經(jīng)變圖像中角樓、配殿、連廊和院落等建筑物立體三維構(gòu)建可參照以上步驟進(jìn)行。

3. 三維數(shù)字化呈現(xiàn)

（1）佛塔、兩側(cè)配殿、四處角樓、連廊等建筑物呈現(xiàn)

采用相同的數(shù)字化構(gòu)建方法，可分別對(duì)圖像中寺院配殿、角樓、連廊等主要建筑物進(jìn)行數(shù)字化構(gòu)建操作。因受篇幅限制，過(guò)程不再一一論述，成果呈現(xiàn)（包含佛塔）如圖16、17、18、19。

（2）佛寺院落建筑圖境的全境呈現(xiàn)

以壁畫(huà)佛寺院落中五組單體建筑物及其他建筑物的構(gòu)建為基礎(chǔ)，基于佛寺院落的解讀、設(shè)計(jì)、構(gòu)建操作，繪制出完整的院落建筑群并進(jìn)行全境立體呈現(xiàn)（如圖20、21）。

結(jié) 論

壁畫(huà)中建筑的三維重建，是將中國(guó)古典建筑與數(shù)字化呈現(xiàn)技術(shù)相結(jié)合，將二維圖像變?yōu)閿?shù)字三維模型的過(guò)程。包括了古建營(yíng)造信息解讀，從數(shù)據(jù)推導(dǎo)到三維模型構(gòu)建等一系列步驟。本文以敦煌莫高窟第361窟無(wú)量壽經(jīng)變中建筑為例，提出了“壁畫(huà)建筑”的數(shù)字化呈現(xiàn)方法。首先依據(jù)建筑模數(shù)規(guī)律搭建隋唐建筑理論框架，然后解讀壁畫(huà)中建筑信息，對(duì)建筑形象進(jìn)行確定，最后完成原境數(shù)據(jù)推導(dǎo)、方案設(shè)計(jì)、數(shù)字化構(gòu)建，對(duì)各個(gè)單體及院落進(jìn)行數(shù)字化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)建筑的數(shù)字化再生。本研究為文物的數(shù)字化保護(hù)與傳承提供了創(chuàng)新方法與實(shí)踐途徑，也是古建筑研究的一次有益嘗試。

附記：

感謝敦煌研究院、天津市文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承工程技術(shù)中心對(duì)本研究的支持與指導(dǎo)！

（圖1照片由敦煌研究院提供，作者對(duì)照片進(jìn)行了修正;圖2至21為作者自繪。）

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